JP2546654B2 - 気相成長法 - Google Patents
気相成長法Info
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- JP2546654B2 JP2546654B2 JP61219218A JP21921886A JP2546654B2 JP 2546654 B2 JP2546654 B2 JP 2546654B2 JP 61219218 A JP61219218 A JP 61219218A JP 21921886 A JP21921886 A JP 21921886A JP 2546654 B2 JP2546654 B2 JP 2546654B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 有機およびシリコン含有無機アルミニウムをソースガ
スとして用い、Al・Si合金薄膜を形成する。
スとして用い、Al・Si合金薄膜を形成する。
〔産業上の利用分野〕 本発明は気相成長法に関し、さらに詳しく言えば、ア
ルミニウム・シリコン（Al・Si）合金の薄膜を、アルミ
ニウム中にシリコンを制御性良く含ませて化学気相成長
（CVD）法で形成する方法に関するものである。
ルミニウム・シリコン（Al・Si）合金の薄膜を、アルミ
ニウム中にシリコンを制御性良く含ませて化学気相成長
（CVD）法で形成する方法に関するものである。
半導体装置の配線は一般にAlをCVD法で成長して作ら
れたAl膜をパターニングして形成される。AlのCVD成長
には例えばトリイソブチルアルミニウム［triisobutyl
aluminum,TIBA,Al（iso-C4Ｈ9）3］をソースガスとして
用い、その他にも有機アルミニウムには、Al（Ｒ）3→T
MA［（トリメチルアルミニウム）,Al（CH3）3］、トリ
エチルアルミニウム［Al（Ｃ2Ｈ5）3,TEA］などがあ
る。
れたAl膜をパターニングして形成される。AlのCVD成長
には例えばトリイソブチルアルミニウム［triisobutyl
aluminum,TIBA,Al（iso-C4Ｈ9）3］をソースガスとして
用い、その他にも有機アルミニウムには、Al（Ｒ）3→T
MA［（トリメチルアルミニウム）,Al（CH3）3］、トリ
エチルアルミニウム［Al（Ｃ2Ｈ5）3,TEA］などがあ
る。
上記した有機アルミニウムを用いて形成した純粋アル
ミニウムで配線を形成した場合に、エレクトロマイグレ
ーション（electromigration,電子移動）及びストレス
またはサーマルマイグレーション（stress or thermal
migration）によって断線するおそれがあることが確か
められた。エレクトロマイグレーションにおいては、Al
配線に電流を流すとき電子がAl原子に衝突し、この物理
的衝撃によってAl原子が動きAl配線に薄くなった部分が
形成されると、その薄い部分がジュール熱によって切断
される。ストレスまたはサーマルマイグレーションはAl
配線上に保護膜などを成長するときの熱で、熱膨張係数
の異なる保護膜材料とAl配線との間にストレスが発生
し、このストレスによりAl配線が切断される。
ミニウムで配線を形成した場合に、エレクトロマイグレ
ーション（electromigration,電子移動）及びストレス
またはサーマルマイグレーション（stress or thermal
migration）によって断線するおそれがあることが確か
められた。エレクトロマイグレーションにおいては、Al
配線に電流を流すとき電子がAl原子に衝突し、この物理
的衝撃によってAl原子が動きAl配線に薄くなった部分が
形成されると、その薄い部分がジュール熱によって切断
される。ストレスまたはサーマルマイグレーションはAl
配線上に保護膜などを成長するときの熱で、熱膨張係数
の異なる保護膜材料とAl配線との間にストレスが発生
し、このストレスによりAl配線が切断される。
そこで、Al中に１％程度のシリコン（Si），銅（Cu）
などを含ませて、前記した問題点を解決することが試み
られているが、Al中にシリコンを制御性良く含ませるこ
とは難しい。
などを含ませて、前記した問題点を解決することが試み
られているが、Al中にシリコンを制御性良く含ませるこ
とは難しい。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、Al
のCVD成長において、Al中に制御性良くシリコンを含有
させる方法を提供することを目的とする。
のCVD成長において、Al中に制御性良くシリコンを含有
させる方法を提供することを目的とする。
上記課題は、真空チャンバ内の加熱された基板に有機
アルミニウムとシリコン含有無機アルミニウムとを加え
たソースガスと水素ガスとを吹き付け、シリコンを含ん
だアルミニウムを基板上に成長することを特徴とする気
相成長法を提供することにより解決される。
アルミニウムとシリコン含有無機アルミニウムとを加え
たソースガスと水素ガスとを吹き付け、シリコンを含ん
だアルミニウムを基板上に成長することを特徴とする気
相成長法を提供することにより解決される。
第１図は本発明実施例の断面図で、図中、11はチャン
バ、12は基板、13はサセプタ、14はヒータ、15は排気
管、16はガス供給部である。
バ、12は基板、13はサセプタ、14はヒータ、15は排気
管、16はガス供給部である。
本発明においては、ソースガスとして有機アルミニウ
ム＋シリコン含有無機アルミニウム、例えばトリシリア
ルミニウム［TSA,Al（SiH3）3］を用い、それをＨ2と共
にチャンバ11内に供給し、このときの条件は 温度:260〜500℃ 圧力:0.5〜1.5Torr TIBAキャリアガス流量:40 SCCM TSAキャリアガス流量:2 SCCM Ｈ2流量:100 SCCM とし、100Å/minの成長速度で１〜２％wtSiを含むAl・S
iを基板12上に成長する。
ム＋シリコン含有無機アルミニウム、例えばトリシリア
ルミニウム［TSA,Al（SiH3）3］を用い、それをＨ2と共
にチャンバ11内に供給し、このときの条件は 温度:260〜500℃ 圧力:0.5〜1.5Torr TIBAキャリアガス流量:40 SCCM TSAキャリアガス流量:2 SCCM Ｈ2流量:100 SCCM とし、100Å/minの成長速度で１〜２％wtSiを含むAl・S
iを基板12上に成長する。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
本発明者は、AlのCVD法による成膜について実験をな
し、温度は260〜500℃、圧力は0.5〜1.5Torrの範囲内に
設定することが最適であることを確認した。温度と圧力
が上記の範囲より小であるとAl膜の成長は著しく低下
し、500℃以上の温度はAlの融点を考慮すると好ましく
なく、0.5〜1.5Torrにおいては膜の成長にはほとんど影
響のないことを確かめた。
し、温度は260〜500℃、圧力は0.5〜1.5Torrの範囲内に
設定することが最適であることを確認した。温度と圧力
が上記の範囲より小であるとAl膜の成長は著しく低下
し、500℃以上の温度はAlの融点を考慮すると好ましく
なく、0.5〜1.5Torrにおいては膜の成長にはほとんど影
響のないことを確かめた。
温度と圧力を前記の如くに設定した上で、第１図を参
照すると、ガス供給部16にはTIBA［Al（Ｒ）3］＋TSA
［Al（Ｒ′）3］とＨ2を図示のごとく供給し、ガス供給
部16からガスをシャワー状に加熱された基板12に向けて
噴出した。このときのこれらのガスの流量は、 TIBA（キャリアガス40 SCCM） TSA（キャリアガス2 SCCM） Ｈ2（100 SCCM） に設定したところ、Alの成長速度は1000Å/minで、Al中
にシリコンは実質量で１〜２％wt含まれた薄膜が基板12
上に成長した。なお、成長時間と膜厚は第３図を参照し
て後述する。
照すると、ガス供給部16にはTIBA［Al（Ｒ）3］＋TSA
［Al（Ｒ′）3］とＨ2を図示のごとく供給し、ガス供給
部16からガスをシャワー状に加熱された基板12に向けて
噴出した。このときのこれらのガスの流量は、 TIBA（キャリアガス40 SCCM） TSA（キャリアガス2 SCCM） Ｈ2（100 SCCM） に設定したところ、Alの成長速度は1000Å/minで、Al中
にシリコンは実質量で１〜２％wt含まれた薄膜が基板12
上に成長した。なお、成長時間と膜厚は第３図を参照し
て後述する。
シリコン含有無機アルミニウムとしてはトリジシアル
ミニウム［TDSA,Al（Si2Ｈ5）3］も使用可能であり、第
２図は流量（横軸にcc/minでとる）とシリコンの濃度
（縦軸に重量比,wt％でとる）の関係を示す線図であ
る。線ＡはTIBAのキャリアガス流量40cc/min、線Ｂはキ
ャリアガス流量30cc/min、線Ｃはキャリアガス流量20cc
/minの場合をそれぞれ示す。シリコン含有無機Alのキャ
リアガスの流量をそれぞれ1cc/minより小にするとシリ
コンのwt％はより小になり、1cc/min以下では従来問題
の解決にはならないことになり、キャリアガスの流量を
それぞれ10cc/minより大にするとシリコンのwt％が大に
なりすぎ、断線のおそれはなくなるものの抵抗値が大に
なる。
ミニウム［TDSA,Al（Si2Ｈ5）3］も使用可能であり、第
２図は流量（横軸にcc/minでとる）とシリコンの濃度
（縦軸に重量比,wt％でとる）の関係を示す線図であ
る。線ＡはTIBAのキャリアガス流量40cc/min、線Ｂはキ
ャリアガス流量30cc/min、線Ｃはキャリアガス流量20cc
/minの場合をそれぞれ示す。シリコン含有無機Alのキャ
リアガスの流量をそれぞれ1cc/minより小にするとシリ
コンのwt％はより小になり、1cc/min以下では従来問題
の解決にはならないことになり、キャリアガスの流量を
それぞれ10cc/minより大にするとシリコンのwt％が大に
なりすぎ、断線のおそれはなくなるものの抵抗値が大に
なる。
第３図はTIBA＋Ｈ2とTIBA＋TSA＋Ｈ2の場合の成長時
間（横軸に分でとる）と膜厚（縦軸にμｍでとる）との
関係を示す線図で、本発明の方法ではAl・Si合金膜が約
10分で1.0μｍの膜厚に成長することが示される。
間（横軸に分でとる）と膜厚（縦軸にμｍでとる）との
関係を示す線図で、本発明の方法ではAl・Si合金膜が約
10分で1.0μｍの膜厚に成長することが示される。
以上述べてきたように本発明によれば、有機アルミニ
ウム（TMA,TEA,TIBAなど）とシリコン含有無機アルミニ
ウム（TSA,TDSAなど）を混合して用いることにより、Al
・Si中のシリコンの量を制御性良く変えることが可能に
なり、しかも、実験によって確かめたところによると、
気相成長による段差部の密着性（coverage）が良くなる
利点もある。
ウム（TMA,TEA,TIBAなど）とシリコン含有無機アルミニ
ウム（TSA,TDSAなど）を混合して用いることにより、Al
・Si中のシリコンの量を制御性良く変えることが可能に
なり、しかも、実験によって確かめたところによると、
気相成長による段差部の密着性（coverage）が良くなる
利点もある。
第１図は本発明実施例の断面図、 第２図はソースガスの流量とAl中のシリコンの量との関
係を示す線図、 第３図はAlの成長時間と膜厚の関係を示す線図である。 第１図において、 11はチャンバ、12は基板、13はサセプタ、14はヒータ、
15は排気管、16はガス供給部である。
係を示す線図、 第３図はAlの成長時間と膜厚の関係を示す線図である。 第１図において、 11はチャンバ、12は基板、13はサセプタ、14はヒータ、
15は排気管、16はガス供給部である。
Claims (2)
- 【請求項１】真空チャンバ（11）内の加熱された基板
（12）に有機アルミニウムとシリコン含有無機アルミニ
ウムとを加えたソースガスと水素ガスとを吹き付け、シ
リコンを含んだアルミニウムを基板（12）上に成長する
ことを特徴とする気相成長法。 - 【請求項２】前記真空度は0.5〜1.5Torr、温度は260〜3
60℃、有機アルミニウムとシリコン含有無機アルミニウ
ムの流量はそれぞれ１〜10cc/minの範囲に設定したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気相成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61219218A JP2546654B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61219218A JP2546654B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 気相成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6376874A JPS6376874A (ja) | 1988-04-07 |
| JP2546654B2 true JP2546654B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=16732051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61219218A Expired - Lifetime JP2546654B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546654B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8900980A (nl) * | 1989-04-19 | 1990-11-16 | Asm Europ | Werkwijze voor het voorzien in een gedoseerde dampstroom alsmede inrichting voor het uitvoeren daarvan. |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP61219218A patent/JP2546654B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6376874A (ja) | 1988-04-07 |
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